凍結(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種凍結(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控單元，變頻控制柜，鹽水泵單元，檢測(cè)單元，變頻控制柜控制鹽水泵單元，檢測(cè)單元將采集到的鹽水流量信號(hào)送到變頻控制柜中，采用PID控制方法，控制變頻器的輸出頻率改變鹽水電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使管道中的鹽水流量達(dá)到設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)恒流控制，變頻控制柜控制鹽水泵單元并以PROFIBUS-DP數(shù)據(jù)總線為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)控，該系統(tǒng)能有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比和協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)集控的效果。
【專利說明】?jī)鼋Y(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及凍結(jié)站鹽水循環(huán)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及凍結(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)機(jī)每年消耗掉全國(guó)用電量的62%左右，既是第一位用電大戶，也是節(jié)能潛力最大的用戶。其中，風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)之類的通用電機(jī)系統(tǒng)每年耗電量占全國(guó)發(fā)電量的31%，其中變負(fù)荷運(yùn)行的占70%。由此可見，風(fēng)機(jī)、泵類電機(jī)節(jié)能調(diào)速潛力很大，且對(duì)調(diào)速精度要求不高，節(jié)能前景十分廣闊。
[0003]目前各凍結(jié)施工單位在凍結(jié)施工組織設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)鹽水流量時(shí)，存在以下不足:
(a)在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)留有較大的裕量，實(shí)際運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)匹配不合
理，往往是“大馬拉小車”，造成大量的能源浪費(fèi)；
(b )僅對(duì)閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，水泵拖動(dòng)電機(jī)仍處于恒轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，大量能量浪費(fèi)在閥門和管路中，由于憋泵的情況長(zhǎng)期存在，造成水泵的壽命大大縮短；
(c)調(diào)節(jié)鹽水循環(huán)時(shí)將管道壓力作為參考，而凍結(jié)管相當(dāng)于U型管，且鹽水的進(jìn)出口高度相等，即鹽水泵的靜揚(yáng)程為零，鹽水泵的轉(zhuǎn)速只是改變鹽水的流量，而與揚(yáng)程無關(guān)，且鹽水在封閉的管路中具有連續(xù)性，本身具有一定的動(dòng)能和位能，即使鹽水泵的轉(zhuǎn)速很低，鹽水也能在管路中流動(dòng)，所以在這里采用恒壓供水的意義不大；
(d)鹽水泵機(jī)組進(jìn)行獨(dú)立控制時(shí)，無法有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)和協(xié)同控制，未實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)控的功能，自動(dòng)化程度低；
因此，實(shí)現(xiàn)凍結(jié)站鹽水泵變頻控制的集控技術(shù)，對(duì)節(jié)能減排、降低企業(yè)用電成本；實(shí)現(xiàn)整個(gè)凍結(jié)站設(shè)備的在線監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高凍結(jié)站的工作穩(wěn)定性及故障處理能力，降低設(shè)備損耗，提高自動(dòng)化、信息化水平，具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種凍結(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)。該恒流變頻控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)鹽水的恒流控制、鹽水泵運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高鹽水循環(huán)控制的精度及系統(tǒng)的工作效率，降低設(shè)備損耗，節(jié)約大量的能源和維修資金，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種凍結(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控單元、變頻控制柜單元、鹽水泵單元、以及信號(hào)檢測(cè)單元，其特征在于:整個(gè)系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)為變頻控制柜，內(nèi)部包含PLC控制器和變頻器，信號(hào)檢測(cè)單元中流量傳感器和壓力傳感器連接到PLC控制器上，系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)鹽水泵單元與變頻器相連，變頻控制柜控制鹽水泵單元并通過數(shù)據(jù)總線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
[0006]所述的變頻柜外部操作面板上具有儀表、指示燈、變頻器控制面板和觸摸屏。
[0007]所述的檢測(cè)單元包括流量傳感器和壓力傳感器。[0008]通過流量傳感器檢測(cè)鹽水循環(huán)管路中的鹽水流量大小與設(shè)定流量值進(jìn)行比較，并在PLC控制器中采用PID控制方法進(jìn)行調(diào)節(jié)分析，然后輸出信號(hào)控制變頻器的輸出頻率改變鹽水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒流變頻控制的目的。
[0009]鹽水泵機(jī)組不再是獨(dú)立控制，而是基于PR0FIBUS-DP數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)并進(jìn)行集中監(jiān)控，能有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比和協(xié)同控制。操作人員無需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可了解并控制所有鹽水泵機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，提高自動(dòng)化程度。
[0010]結(jié)合本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和所依據(jù)的工作原理，本發(fā)明的有益效果具體體現(xiàn)為:
(a)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了自動(dòng)化、信息化水平，變頻控制柜中的PLC增加了通信模塊，具有較強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通訊能力，通過與上位機(jī)(工業(yè)控制計(jì)算機(jī))相連，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)及鹽水泵的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使工作人員在值班室即可看到每臺(tái)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，實(shí)時(shí)觀察并記錄各種運(yùn)行參數(shù)，并可以對(duì)鹽水泵施加控制，提高了整個(gè)凍結(jié)站的自動(dòng)化、信息化水平。
[0011](b)恒流控制，提高了控制精度，與常規(guī)恒壓供水控制系統(tǒng)相比，凍結(jié)管相當(dāng)于U型管，鹽水的進(jìn)出口高度相等，即鹽水泵的靜揚(yáng)程為零，鹽水泵的轉(zhuǎn)速只是改變鹽水的流量，而與揚(yáng)程無關(guān)，且鹽水在封閉的管路中具有連續(xù)性，本身具有一定的動(dòng)能和位能，即使鹽水泵的轉(zhuǎn)速很低，鹽水也能在管路中流動(dòng)，所以本發(fā)明采用恒流控制，更能直接、精確的控制管路中鹽水的流量。
[0012](C)本發(fā)明不再通過改變閥門開度改變鹽水流量，而是利用變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)節(jié)鹽水泵的轉(zhuǎn)速，閥門無需頻繁動(dòng)作，消除了憋泵現(xiàn)象，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了在閥門和管路中的能量浪費(fèi)，提高了系統(tǒng)的工作效率。
[0013](d)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，變頻調(diào)速技術(shù)能使電動(dòng)機(jī)在帶負(fù)荷情況下實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，有效地抑制和避免了大電流對(duì)電網(wǎng)及機(jī)械設(shè)備的沖擊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為凍結(jié)站鹽水泵恒流變頻控制系統(tǒng)示意圖。
[0015]其中(I)為計(jì)算機(jī)監(jiān)控單元；(2)為變頻控制柜，內(nèi)部包括變頻器，PLC控制器等，外部操作面板上有各種儀表、指示燈、控制按鈕、變頻器控制面板和觸摸屏；(3)為壓力傳感器；(4)為流量傳感器；(5)為鹽水泵單元；(6)其他鹽水泵單元及變頻控制柜。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]本實(shí)施例中，通過安裝在鹽水管路上的流量傳感器檢測(cè)管路內(nèi)鹽水的流量，并把流量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸入PLC控制器，并在PLC控制器中采用PID控制方法進(jìn)行控制，輸出信號(hào)控制變頻器的輸出頻率改變鹽水泵的轉(zhuǎn)速。當(dāng)凍結(jié)需冷量增大時(shí)，管路內(nèi)部的流量小于設(shè)定流量，流量信號(hào)通過PID調(diào)節(jié)后，變頻器輸出頻率增大，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，鹽水流量變大直至穩(wěn)定；相反當(dāng)凍結(jié)需冷量減小時(shí)，管路內(nèi)部的流量大于設(shè)定流量，流量信號(hào)通過PID調(diào)節(jié)后，變頻器輸出頻率減小，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，鹽水流量變小直至穩(wěn)定。本發(fā)明檢測(cè)單元中的壓力傳感器僅起到監(jiān)視的作用，在閉環(huán)控制中并不是利用檢測(cè)到的壓力信號(hào)為依據(jù)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)控制。
[0018]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變化形式的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種凍結(jié)鹽水恒流變頻控制系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控單元、變頻控制柜單元、鹽水泵單元、以及信號(hào)檢測(cè)單元，其特征在于:整個(gè)系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)為變頻控制柜，內(nèi)部包含PLC控制器和變頻器，信號(hào)檢測(cè)單元中流量傳感器和壓力傳感器連接到PLC控制器上，系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)鹽水泵單元與變頻器相連，變頻控制柜以檢測(cè)單元流量傳感器采集的管路流量信號(hào)為依據(jù)，控制鹽水泵單元運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，實(shí)現(xiàn)恒流變頻的控制，變頻控制柜控制鹽水泵單元不再獨(dú)立運(yùn)行，而是基于PROFIBUS-DP數(shù)據(jù)總線與計(jì)算機(jī)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和集中控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽水恒流變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的變頻柜外部操作面板上具有儀表、指示燈、變頻器控制面板和觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹽水恒流變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的檢測(cè)單元包括流量傳感器和壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】F04B49/06GK103727019SQ201310724123
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】陸衛(wèi)國(guó), 沈華軍, 潘存銀, 李子祥, 胡業(yè)林, 鄭曉亮 申請(qǐng)人:中煤礦山建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司